[发明专利]海量图像数据的压缩、存储和显示方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及多媒体图像压缩、存储和显示方法，尤其涉及海量图像数据的压缩、存储和显示方法。

【背景技术】

随着数字图像技术及多媒体信息技术的发展，海量图像数据的应用越来越普遍，如航空和航天遥感图像数据、普通和专题地图数字化数据、历史文献资料以及多媒体集成数据、医学图像数据等。海量图像的显示必然涉及到显示速度的问题，由于计算机内存的增加速度永远也赶不上数据量的增长速度，使得计算机将海量图像的全部数据读入内存是不现实的，即使计算机的内存大到能够将一幅海量图像的全部数据读入内存，但是内存肯定不可能大到可以同时打开多幅海量图像的地步。如何科学有效地利用计算机已有的内存以及硬盘与内存之间的数据交换成为解决海量图像显示速度的关键。因此，为了能够对海量图像进行快速显示，包括拖放漫游显示和缩放显示，必须在软件算法上进行设计和改进。与此同时，对海量图像数据的压缩和存储技术也需要进行有效设计和改进。因此，提供一种海量图像数据的快速压缩、存储和显示方法实为必要。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种独创的海量图像数据动态分块处理技术，通过自定义格式的中间图像文件，实现海量图像在各种不同分辨率的终端设备上快速调入显示、无级缩放、漫游。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

由于计算机对磁盘文件的读取方式是按照逐行的顺序进行读取的，在读取海量图像数据时，预先设定数据分块宽度和高度，当顺序读取完成一行数据中所设定数据分块宽度的数据后，存放到一个内存缓冲，再将下一个所设定数据分块宽度的数据存放到另一个内存缓冲，直到一行数据读取完成。当一行数据宽度不能被预先设定的数据分块宽度整除时，需要补充填充色数据。上一行数据读取完毕，换行读取下一行数据时，若读取的数据在所设定的数据分块高度所对应的行数据范围内，则将该数据存放到与上一行数据对应的内存缓冲，否则存放到重新开辟的内存缓冲。

在海量图像数据分块的同时，每当所设定分块大小的数据读取完毕进入该内存缓冲后，生成各种分辨率级别的分层数据，并保存为中间图像文件，然后释放该内存缓冲。如此反复，就可以按照预先设定的分块大小将整个海量图像数据分块完成。

事实上，这种数据分块技术也就是数据的并行处理。在存取文件时，将文件分成多个小块，分别存储为多个文件，这样写入和读取数据就可以在多个文件上同时进行，以提高数据的存取速度及数据的传输性能。尤其在存取一个大文件时，如果不分块，文件只能顺序存储在磁盘上，读取时要从头到尾逐一读取，速度较慢。如果分块，就能让各块同时读写，速度大大提高。

数据分块技术的关键在于分块大小的选择，根据不同的应用要求采用不同的分块尺寸。分块越小，一个文件被分割的块数就越多，并行处理能力就越强，数据存取速度就越高，但与此同时就会增加块存取的随机性和块寻址时间。在实际应用中，应找到一个平衡点，选择合适的分块大小，解决文件存取的随机性与提高并行处理能力之间的矛盾。如果块的大小太小时，一次显示必涉及到更多的块，这就需要多次的定位和数据的读取，因此，块的大小不能太小。当然由于计算机内存的限制，块也不能太大，要确保能够被一次性地读入。

在对海量图像进行显示时，根据显示区域所对应的数据分块的编号，检索到存储于磁盘中相应的中间图像文件，读取到内存缓冲中，然后拷贝到显示缓冲区，将该显示区域范围内的图像显示出来。

如果每次对海量图像的漫游显示操作均需从硬盘读取中间图像文件，必然会影响图像漫游的速度。因此，在显示缓存周围开辟一块适当大小的内存缓冲，从中间图像文件读取的图像数据存储在该内存缓冲中，在进行图像漫游时，将该内存缓冲中显示的相应部分拷贝到显示缓冲区。与此同时，要保证显示缓存区在该内存缓冲的中央，会有部分内存缓冲被释放和新的内存缓冲被开辟。检索到对应的中间图像文件后，读取到此新开辟的内存缓冲。这样，在图像漫游过程中，不必每次都重新从中间图像文件获取显示部分的图像，只需计算应拷贝的缓冲区的位置，再做一次图像拷贝即可，从而提高图像漫游的速度。